12. Встреча Нового года 2013 ! (v2)

[VVZ]

!!! Этот вариант отличается от первого расположением отдельных деталей. После 31 января 2013 г. останется этот вариант !!!

На видео показан конечный результат Новогодней работы, выполненный в максимальном объёме (уровень начинающий) :

Работа выполняется школьниками, имеющими опыт использования светодиодов и навыки аккуратного монтажа на макетке с применением различных компонентов (сопротивлений, кнопок, конденсаторов и микросхем).

Общий план (этапы) работы :

1. Установка индикаторов и набор цифр года 2013.
2. Установка кнопки-переключателя года.
3. Установка 8-ми светодиодов вокруг индикаторов.
4. Сборка генератора.
5. Сборка схемы "бегущих огней" для индикаторов (мс К155ИР1 или К155ТМ8).
6. Сборка схемы "бегущих огней" для светодиодов (мс К155ИР13) :



Рекомендации и советы.

На изображениях показаны особенности монтажа проводов и отдельных элементов :



Определение длины провода для соединения двух контактов и его монтаж :



1. Линейкой замерьте расстояние между контактами.
2. Вычислите длину провода (измеренное плюс 30 мм), отрежьте и зачистите на краях (по 7-8 мм).
3. Установите провод в отверстия контактов.
4. Согните провод и аккуратно уложите его на макетке.
5. Если ранее были сняты перемычки (или элементы), то установите их на место (здесь была ранее снята одна перемычка).

Кнопки-переключатели (с фиксацией) могут быть двух видов :



На левом изображении - кнопка, у которой средний контакт расположен с края, на правом изображении - кнопка, у которой средний контакт расположен в середине контактной группы. Второй вариант кнопки более удобен для работы на макетке. Обратите внимание, при использовании кнопок первого типа (левое изображение) необходимо, чтобы правая сторона кнопки (три контакта правой контактной группы) висела в воздухе.

[VVZ]

Этап 1 и 2. Набор цифр года 2013 и установка кнопки-переключателя года.

Все сопротивления в схеме - 1 кОм. Индикаторы на изображении с общим катодом (выводы 3,8). Размер индикатора 0.56'.
Выводы сопротивлений при сборке укорочены до половины своей длины.



Если трудно, то загляните для начала в темы :

- "Простые задачки для светодиода и сопротивления".
- "Сила тока и яркость светодиода".
- "Цифровые индикаторы".

[VVZ]

Этап 3. Установка 8-ми светодиодов вокруг индикаторов.

Все сопротивления в схеме - 1 кОм.
Выводы светодиодов при сборке укорочены до половины своей длины.

[VVZ]

Этап 4. Сборка генератора.

Соберите схему 4 тактового генератора на мс К155ЛА3 (или КМ155ЛА3) из Задания 2 "Первые шаги".

Частота генератора определяет скорость "бегущих огней" и в его выход (вывод 6 мс D1) в последующем подключается к микросхемам D2, D3 (см. этапы 5, 6). Генератор собирается на двух элементах микросхемы К155ЛА3. На следующем изображение показана нумерация выводов микросхемы :



Частота мигания (количество импульсов в секунду) зависит от величины сопротивления R1 и конденсатора C1. К выводу 6 мс D1 через токоограничивающее сопротивление R2 подключён светодиод VD1. Если он мигает после подачи питания на макетку, то схема собрана правильно. Так как мигающий светодиод "демонстрирует" нам работу тактового генератора, значит, вывод 6 мс D1 является выходным сигналом генератора.

Схема генератора :



D1 - К155ЛА3(или КМ155ЛА3), R1- 220-430 Ом, R2 - 1 кОм, С1 - 100,0-470,0 мкФ. В сборке (на изображениях) для индикации работы генератора используется RGB светодиод VD1 с плавным изменением цвета (!).



Порядок сборки схемы 4 (с проверкой этапов) :

- подключите питание к выводам микросхемы D1 (7-GND; 14-VCC).
- установите сопротивление R2 и светодиод VD1. После подачи питания светодиод должен постоянно светиться. Объясните, почему он светится ?
- установите перемычки между контактами 1-2, 4-5 микросхемы. После подачи питания светодиод должен также светиться.
- установите перемычку между контактами 3-4 микросхемы. После подачи питания светодиод не должен светиться. Объясните, почему он не светится ?
- установите элементы R1 и C1. После подачи питания светодиод должен постоянно мигать.

[VVZ]

Этап 5. Сборка схемы "бегущих огней" для индикаторов (на мс К155ИР1)

К началу сборки этого этапа должны светиться цифры на всех индикаторах, все светодиоды и работать генератор (мигать его светодиод). На изображении конечный вид сборки этого этапа :





D1 - К155ЛА3; D2 - К155ИР1.

Порядок сборки :

5-1. Подключите питание к мс D2-К155ИР1 (7 – GND; 14 – VCC);
5-2. Соедините короткими перемычками выводы 6-7; 8-9 мс D2 (К155ИР1);
5-3. Вывод 8 мс D2 (К155ИР1, сигнал С) соедините с выходом тактового генератора (вывод 6 мс D1-К155ЛА3);
5-4. Кнопку KN временно подключите к выводу 1 мс D2 (К155ИР1). Второй вывод кнопки подключите к земле (GND).
После подачи питания все индикаторы должны светиться.

5-5. Снимите четыре перемычки на землю от общих катодных выводов всех индикаторов. После подачи питания все индикаторы не должны гореть.

5-6. Общий катодный вывод 1-го индикатора соедините с выводом 13 мс D2 (сигнал IND_1). После подачи питания индикатор также не должен гореть. При нажатии на кнопку KN первый индикатор должен светиться, а при отпускании кнопки первый индикатор должен гаснуть.

5-7. Общий катодный вывод 2-го индикатора соедините с выводом 12 мс D2 (сигнал IND_2). После подачи питания индикатор также не должен гореть. При нажатии на кнопку KN первый и второй индикаторы должны последовательно включиться (вначале первый, затем второй), а при отпускании кнопки оба индикатора должны последовательно выключиться (вначале первый, затем второй). Переключение происходит в такт генератора.

5-8. Общий катодный вывод 3-его индикатора соедините с выводом 11 мс D2 (сигнал IND_3). После подачи питания индикатор также не должен гореть. При нажатии на кнопку KN должны последовательно включиться первый, второй и третий индикаторы (вначале первый, потом второй и затем третий). При отпускании кнопки KN все три индикатора должны последовательно выключиться (вначале первый, потом второй, затем третий).

5-9. Общий катодный вывод 4-ого индикатора соедините с выводом 10 мс D2 (сигнал IND_4). После подачи питания индикатор не должен гореть. При нажатии на кнопку KN должны последовательно включиться все индикаторы (с первого по четвёртый). При отпускании кнопки KN все индикатора должны последовательно выключиться (с первого по четвёртый).



5-10. Снимите кнопку KN от вывода 1 мс D2 и установите её на макетке согласно схеме к выводу 10 мс D1. Вывод 10 мс D2 подсоедините с выводом 9 мс D1, а вывод 8 мс D1 соедините с выводом 1 мс D2. После подачи питания индикаторы должны последовательно включаться, затем выключаться и так постоянно. При нажатии и удержании кнопки KN все индикаторы должны последовательно выключиться и не гореть. При отпускании кнопки KN режим последовательного включения-выключения должен постоянно работать.

[VVZ]

Этап 6. Сборка схемы "бегущих огней" для светодиодов (на мс К155ИР13).

К началу сборки этого этапа должен работать генератор, работать схема с мс К155ИР1 и светиться все светодиоды. На изображении конечный вид сборки этого этапа :





Порядок сборки :

6-1. Установите мс К155ИР13 (D3) и подведите питание (12 – GND; 24 – VCC);
6-2. Подключите выход генератора (вывод 6 мс D1) к выводу 11 мс D3 (К155ИР13);
6-3. Установите сопротивление RR и кнопку KR. После подачи питания все светодиоды должны светиться (это их исходное состояние).

6-4. Снимите восемь перемычек (на землю, синего цвета на схеме) со стороны катодных выводов всех светодиодов. После подачи питания все светодиоды не должны светиться.



6-5. Вывод 4 мс D3 соедините с катодным выводом первого светодиода. После подачи питания при нажатии на кнопку KR светодиод должен включиться, а при отпускании – гаснуть синхронно с тактовым сигналом.

6-6. Аналогично предыдущему пункту, вывод 14 мс D3 соедините с катодным выводом пятого светодиода, а выводы 6, 8, 10, 16, 18, 20 мс D3 по очереди соедините с соответствующими сопротивлениями светодиодов. После подачи питания при нажатии на кнопку KR светодиоды должны включаться, а при отпускании – одновременно гаснуть синхронно с тактовым сигналом.

6-7. Соедините выводы 3 и 15 мс D3 с землёй. После подачи питания должны гореть только 1 и 5-ый светодиоды. При нажатии кнопки KR все светодиоды должны включаться, а при отпускании кнопки – гаснуть все, кроме 1 и 5-го.



6-8. Перемычками соедините между собой выводы 2-20 и 4-22 мс D3 и установите кнопки K-S0, K-S1. После подачи питания должны гореть только 1 и 5-ый светодиоды. При нажатии одной из кнопок должен работать “бегущий огонь”. Выбор кнопки определяет направление сдвига.

6-9. Отсоедините кнопку K-S1 от вывода 23 мс D3 и установите её в соответствии со схемой на правом изображении. Вывод 11 мс D1 соедините с выводом 23 мс D3. После подачи питания все светодиоды должны светиться. При нажатии кнопки K-S1 должны оставаться включёнными только 1 и 5-ый светодиоды, а при её отпускании – работать “бегущий огонь” в одном направлении. После нажатия кнопки KR все светодиоды будут гореть постоянно.